Microplasticele, o nouă provocare în domeniul apei

E D I L I T A T E A | OCTOMBRIE 2020

33

MICROPLASTICELE, O NOUĂ PROVOCARE ÎN DOMENIUL APEI RĂDULESCU DAN1* 1 *

Dr. ing., Consultant independent protecția mediului Autorul de corespondență: dan.radulescu@mail.com

REZUMAT Plasticul este omniprezent iar materialele făcute din plastic asigură o dezvoltare fără precedent și oferă nenumărate beneficii pentru multiple sectoare economice care includ industria, agricultura, dar acestea susțin și evoluția în sănătate și îmbunătățirea nivelului de trai, în general. Pe de altă parte, omniprezența materialelor din plastic în mediul înconjurător creează o problemă majoră cu amenințări serioase la sănătatea organismelor care depind de un mediu acvatic și terestru sănătos. În plus, reziduuri plastice de dimensiuni microscopice au fost detectate în aerul pe care îl respirăm, în apa pe care o bem, în apele uzate epurate pe care le deversăm în emisari, în biosolidele care rezultă din procesul de epurare.

Cu toate că cercetările în domeniul prezenței microplasticelor în apa de băut este doar la început [1] și chiar dacă nu există încă studii care să demonstreze în mod clar efectele poluării cu microplastice asupra sănătății umane, datorită prezenței demonstrate a microplasticelor atât în apa de băut, cât și în apa uzată, epurată și neepurată, dar și în biosolide, așadar, adresarea acestei amenințări trebuie să devină un subiect adițional de preocupare pentru toți cei care operează în sectorul apei.

ABSTRACT Plastic is ubiquitous and plastics provide unprecedented development and deliver countless benefits for multiple economic sectors that include industry, agriculture, but they also support advances in health and improved living standards in general. On the other hand, the ubiquity of plastics in the environment creates a major problem with serious threats to the health of organisms that depend on a healthy aquatic and terrestrial environment. In addition, plastic residues of microscopic size have been detected in the air we breathe, in the water we drink, in the treated wastewater that we discharge into receiving waters, in the biosolids that result from the treatment process. Although research into the topic of the presence of microplastics in drinking water is only at the beginning [1] and although there are no studies yet to clearly demonstrate the effects of microplastic pollution on human

health, due to the demonstrated presence of microplastics in both drinking water and wastewater, treated and untreated, but also in biosolids, thus, addressing this threat should become an additional topic of concern for all those operating in the water sector.

Cuvinte cheie: Microplastice, apa potabilă, apa uzată, biosolide Produsele din plastic sunt peste tot în jurul nostru. De la recipienții pentru îmbutelierea apei până la obiectele de îmbrăcăminte, de la diversele componente ale unui autoturism, la aparatele medicale, obiecte casnice, până la diverse materiale folosite în construcții, sunt prezente în toate domeniile activității economice. Produsele din plastic au multiple beneficii, fiind ieftin de produs, versatile, rezistente și ușoare, iar perioada de viață a unui produs din plastic variază de la mai puțin de un an la 35 de ani și peste [2]. De fapt, ”plastic” este un termen comun inexact pentru polimeri - molecule sintetice cu lanț molecular lung. În 2018, producția mondială de plastic ajunsese la 359 milioane de tone, din care 61,8 milioane de tone produse doar în Uniunea Europeană (inclusiv Norvegia și Elveția), circa 17% din totalul producției [3].

Din punctul de vedere al cerinței pe segmente industriale, 39,9% a fost în domeniul ambalării, 19,8 % în construcții, 9,9% industria auto și restul pentru îmbrăcăminte și altele [3].

Deși materialele plastice contribuie în mod incontestabil la bunăstarea generală și sunt indispensabile unui circuit economic robust, ele sprijinind o viață sigură, prosperă și confortabilă, prezența lor masivă în viața de zi cu zi a creat și probleme. Spre exemplu, deșeurile care se găsesc în oceanele lumii, sunt formate 99,9% din plastic [4], și au devenit o problemă planetară de importanță majoră. Se estimează că până în 2050 va fi mai mult plastic în oceane decât pește [5].

34

E D I L I T A T E A | OCTOMBRIE 2020

Figura 1. Insula de deșeuri din Oceanul Pacific [4] În ceea ce privește procesarea post-consumator, în Uniunea Europeană (inclusiv Norvegia și Elveția), în ciuda progreselor făcute în reciclare și recuperare energetică, o fracțiune semnificativă 24,9% este, în continuare, trimisă către depozitele de deșeuri, și doar 32,5% este reciclată și 42,6% transformată în energie recuperabilă. Țările cu restricții de depozitare a deșeurilor reciclabile și recuperabile la groapa de gunoi au, în medie, rate mai mari de reciclare a deșeurilor din plastic post-consumator. Pentru România, datele arată că în 2018 un procent de 24% reprezenta fracțiunea reciclată, 18% a fost transformată în energie recuperabilă, iar 58% a fost trimisă către gropile de gunoi [3]. Se estimează că între 15% și 31% din totalul de microplastice pot proveni din surse primare, iar microplasticele primare (eliberate direct în mediul înconjurător) rezultă din spălarea îmbrăcămintei fabricate din materiale sintetice 35%, urmat de abraziunea cauciucurilor în timpul deplasării 28% și de praful urban 24%, urmat de produsele de îngrijire personală 2% [6]. Mai mult decât atât, se estimează că între 75,000 și 300,000 de tone de plastic sunt eliberate în mediul înconjurător, în fiecare an, în Uniunea Europeană [7].

Acolo unde, în general, nu se acordă o atenție deosebită managementului deșeurilor, prezența rămășițelor din plastic este vizibilă nu numai în arealele terestre dar și în cele de apă dulce, nu doar marine. O problemă și mai serioasă o reprezintă răspândirea în mediul înconjurător a fracțiunilor mici de deșeuri din plastic, în special cele denumite generic microplastic. Deși nu există o definiție universală a acestei fracțiuni, în literatura de specialitate

se citează că din fracțiunea de microplastice fac parte materiale cu dimensiunea între 0,1 µm – 5 mm [8]. Una din primele definiții oficiale pentru microplastice ale unei instituții guvernamentale a fost propusă în California de către Comisia Statală de Control al Resurselor de Apă [9].

O recentă recenzie bibliografică a dezvăluit prezența semnificativă a microplasticelor în toate mediile acvatice, ele fiind găsite în mod curent și pe scară largă pe plaje, în apa de mare sau cea dulce, în sedimente marine sau de apă dulce, pe toate continentele [10]. Concentrații mari de microplastice au fost găsite în zone cu nivel înalt de urbanizare și densitate a populației și o sursă majoră o reprezintă sistemele fluviale și deversările de la stațiile de epurare a apelor uzate [11]. Studii efectuate estimează că o persoană poate ingera până la 70,000 de bucăți de microplastice pe an [12].

Studiile au determinat prezența pe scară largă a microplasticelor în efluentul stațiilor de epurare a apei uzate din Statele Unite [13, 14]. Particulele de fibre, o bună parte din ele fiind fibre sintetice, formează circa 80% din particulele eliberate în urma epurării apei uzate, urmate de fragmente conținând în mare parte microbile cu 17%, și de film și spumă [13]. Depinzând de capacitatea de procesare a stațiilor, numărul de particule de microplastic deversate zilnic variază între aproximativ 50,000 până la 15 milioane [14]. Alte studii au determinat prezența particulelor de microplastice în nămolul tratat și netratat produs în stațiile de epurare a apelor uzate, cu o concentrație variind de la un minim de 10,926 de particule pe kilogram de biosolide la un maxim de 64,986 [15]. Prezența microplasticelor a fost identificată și în apa de băut, bere și sarea de mare, marea majoritate a particulelor fiind sub formă de fibre, rezultatele studiului indicând că o persoană poate ingera peste 5,800 de particule de material sintetic pe an din aceste surse, contribuția cea mai mare, de 88%, fiind din apa de băut provenind din sistemele de apă potabilă testate la nivel mondial [16]. Un alt studiu indică de asemenea prezența microplasticelor în diferite de sursă de apă și în apa tratată distribuită prin sistemele de apă potabilă, ele fiind detectate în toate probele prelevate de la uzinele de tratare

E D I L I T A T E A | OCTOMBRIE 2020

a apei, cu concentrații mai mari depistate în sursa de apă decât în apa tratată, particulele cu dimensiuni între 1 -10 µm fiind cele mai abundente 95%, iar cele mai prevalente materiale fiind polietilena, polipropilena și tereftalatul de polietilenă [17]. Cu o concentrație medie de 470 de particule pe litru detectată în apa tratată dedicată consumului uman, studiul indică faptul că această sursă de poluare nu poate fi neglijată și sugerează că apa din sistemele de apă potabilă pot fi o sursă importantă de microplastice pentru oameni [17]. Se estimează că o persoană ingerează pe diferite căi de expunere, în medie, pe lună, aproximativ 5 grame de microplastice pe săptămână, echivalentul unui card de bancomat [18]. Cercetări recente încearcă nu numai să determine prezența micro și nano-plasticelor în organele umane dar să și cuantifice cantitatea prezentă în aceste țesuturi [19].

Figura 2. Reprezentare schematică a modului în care intră microplasticele în circuitul alimentar (adaptat după [20]) Recent, Ministerul Mediului Apelor și Pădurilor a remarcat importanța prezenței microplasticelor în mediul înconjurător autohton și necesitatea de a adresa această provocare [21]. Măsuri recente de adresare a problematicii microplasticelor includ eforturi ale Uniunii Europene care a adoptat o strategie privind reducerea deșeurilor din plastic care include un obiectiv de a face ca toate ambalajele din plastic de pe piața UE să devină reciclabile până în 2030,

35

consumul de articole de plastic de unică folosință va fi redus, iar utilizarea intenționată a microplasticelor va fi limitată [7]. Este de remarcat că printre măsurile cuprinse în strategia UE de reducere a deșeurilor din plastic este inclusă și o clauză de evaluare a directivei privind epurarea apelor uzate urbane privind eficiența în a capta și îndepărta microplasticele. În Statele Unite, s-a sugerat ca un prim pas în determinarea nivelului de expunere și risc pentru oameni să se facă printr-o evaluare a sistemelor publice de apă potabilă [22], iar Statul California a inițiat un pachet de acțiuni care să ducă la adoptarea unei metodologii standard pentru detectarea microplasticelor în apa potabilă; adoptarea de norme pentru patru ani de testare și raportare a microplasticelor din apa potabilă, inclusiv diseminarea publică a acestor rezultate; luarea în considerare a emiterii unor linii directoare cantitative (de exemplu, nivele de notificare) pentru a ajuta consumatorii în interpretarea rezultatelor testării, dacă este cazul; acreditarea laboratoarelor calificate din California pentru a analiza microplasticele din apa potabilă [9].

Chiar dacă studiile recente nu au, deocamdată, robustețea necesară să ofere o imagine foarte detaliată și precisă a compoziției și cantităților de microplastice în sursele de apă, apă potabilă și apă uzată epurată, incluzând produsele secundare cum ar fi nămolurile rezultante, ele confirmă prezența lor frecventă în aceste medii. Îngrijorătoare este și detectarea prezenței micro și nano-plasticelor în țesuturile organismelor acvatice dar și în cele umane. Cercetările toxicologice efectuate pe organisme marine privind posibilele efecte adverse ale particulelor de microplastice și a substanțelor chimice componente care pot influența metabolismul acestora și se pot acumula în țesuturi, trag un semnal de alarmă serios asupra posibilelor efecte asupra oamenilor. Devine imperios pentru profesioniștii din sectorul apei și sănătății publice, incluzând sectorul academic, operatorii și toți cei care asigură livrarea unui produs sigur și sănătos, să adauge această problematică pe agenda lor de lucru.

36

E D I L I T A T E A | OCTOMBRIE 2020

Bibliografie 1. WORLD HEALTH ORGANIZATION, Microplastics in drinking water, information sheet 2019. Geneva, Switzerland.

2. RITCHIE H., 2018. Plastic Pollution, publicat online la OurWorldInData.org. https://ourworldindata.org/plasticpollution accesat la 21/08/2020 3. PLASTICSEUROPE AISBL, Plastics – the Facts 2019. Bruxelles, Belgia 4. MARITIME HERALD, The Island of Garbage in the Pacific is Already Bigger Than 3 Countries, 2019. https://www. maritimeherald.com/2019/the-island-of-garbage-in-thepacific-is-already-bigger-than-3-countries/ accesat la 8/8/2020 5. WORLD ECONOMIC FORUM, ELLEN MACARTHUR FOUNDATION AND MCKINSEY & COMPANY, The New Plastics Economy — Rethinking the future of plastics, 2016. http://www. ellenmacarthurfoundation.org/publications 6. BOUCHER, J. AND FRIOT D., 2017. Primary Microplastics in the Oceans: A Global Evaluation of Sources. Gland, Switzerland: IUCN. 43pp.

7. COMISIA EUROPEANĂ, Comunicare a Comisiei Către Parlamentul European, Consiliu, Comitetul Economic și Social European și Comitetul Regiunilor - O strategie europeană pentru materialele plastice într-o economie circulară, 2018, Strasbourg. {SWD(2018) 16 final} 8. ALIMI, O.S., FARNER BUDARZ, J., HERNANDEZ, L.M., TUFENKJI, N., 2018. Microplastics and nanoplastics in aquatic environments: aggregation, deposition, and enhanced contaminant transport.

Environ. Sci. Technol. 52, 1704-1724. https://doi.org/10.1021/ acs.est.7b05559 9. CALIFORNIA STATE WATER QUALITY CONTROL BOARDS https://www.waterboards.ca.gov/drinking_water/certlic/ drinkingwater/microplastics.html accesată la 8/8/2020 10. YU Q., HU X., YANG B., ZHANG G., WANG J., LING W., 2020. Distribution, abundance and risks of microplastics in the environment. Chemosphere. 249, 126059. https://doi. org/10.1016/j.chemosphere.2020.126059 11. FRIAS, J., OTERO,V., SOBRAL, P., 2014. Evidence of microplastics in samples of zooplankton from Portuguese coastal waters. Mar. Environ. Res. 95, 89-95. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2014.01.001 12. CATARINO A.I., ET AL., 2018. Low levels of microplastics (MP) in wild mussels indicate that MP ingestion by humans is minimal compared to exposure via household fibres fallout during a meal. EnvPol. 237, 675-684.

https://doi.org/10.1016/J.ENVPOL.2018.02.069 13. SUTTON R., 2015. Microplastics contamination in San Francisco Bay- Fact Sheet, SFEI Contribution No.770, Revised 2016. San Francisco Estuary Institute: Richmond, California.

14. MASON S.A., el al. 2016. Microplastic pollution is widely detected in US municipal wastewater treatment plant effluent. EnvPol. 218, 1045-1054. https://doi.org/10.1016/j. envpol.2016.08.056 15. MOHAJERANI A., KARABATAK B., 2020. Microplastics and pollutants in biosolids have contaminated agricultural soils: An analytical study and a proposal to cease the use of biosolids in farmlands and utilise them in sustainable bricks. WasMan. 107, 252-265. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.04.021 16. KOSUTH M., MASON S.A., WATTENBERG E.V., 2018.

Anthropogenic contamination of tap water, beer, and sea salt.

PLoS ONE 13(4): e0194970. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0194970 17. PIVOKONSKY M., et al. 2018. Occurrence of microplastics in raw and treated drinking water. SciTotEnv. 643, 1644-1651. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.08.102 18. PALANISAMI T., 2019. How Much Microplastics Are We Ingesting?: Estimation of the Mass of Microplastics Ingested, The University of Newcastle Australia, Newcastle, Australia. https://www.newcastle.edu.au/newsroom/featured/plasticingestion-by-people-could-be-equating-to-a-credit-card-aweek/how-much-microplastics-are-we-ingesting-estimationof-the-mass-of-microplastics-ingested accesată 21/08/2020 19. ROLSKY C:, et al. 2020. Methods to detect microplastics and nanoplastics in human tissue. Fall 2020 Virtual Meeting and Exposition, American Chemical Society. https://plan.coreapps.com/acs_sf20/abstract/01de9789-c29c-4854-ad5107e4862d2837 20. LIN V.S., 2016. Research highlights: impacts of microplastics on plankton, Environ. Sci.:Processes Impacts. 18, 160-163. https://doi.org/10.1039/C6EM90004F 21. MINISTERUL MEDIULUI, APELOR ȘI PĂDURILOR, 2020. https://www.facebook.com/Mediu.Romania/ posts/2695913040729538 https://www.facebook.com/Mediu.

Romania/posts/2703689163285259 accesat 28/08/2020 22. NATIONAL ACADEMIES OF SCIENCES, ENGINEERING, AND MEDICINE. 2020. Emerging Technologies to Advance Research and Decisions on the Environmental Health Effects of Microplastics: Proceedings of a Workshop—in Brief.

Washington, DC: The National Academies Press. https://doi. org/10.17226/25862